БЕЗУДАРНЫЙ ПИРОЗАМОК Российский патент 1998 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в системах разделения ступеней ракет, сбросе головного обтекателя, раскрытия солнечных батарей и т. д.

Известно пироразделительное устройство, предназначенное для разделения соединенных элементов за счет срабатывания пирозаряда и выталкивания соединительного пальца из зацепления (патент США N 2732765, кл.89-15 от 22.03.51 г.).

Недостатком данного устройства является то, что при срабатывании и перемещении соединительного пальца он соударяется с корпусом и тем самым вызывает ударные нагрузки в конструкции.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является пироболт по патенту США N 3546999, МКИ 89-1 от 06.68 г.

Пироболт содержит корпус с пиропатронами и пирокамерой, поршень и стяжной болт с проточкой, в которой размещены вкладыши. При срабатывании давление продуктов сгорания действует на поршень, который при движении освобождает вкладыши. Вкладыши под действием сил, действующих на разделяемые части, выходят из проточки стяжного болта, благодаря чему происходит разделение частей изделия.

Недостатком указанного пироболта является то, что при его срабатывании возникают большие ударные нагрузки.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик.

Для достижения этой цели в корпусе установлена гильза с радиальными каналами и отбортовкой, на одном конце которой выполнена выточка, в которой установлены вкладыши стяжного болта, а на другом конце гильзы закреплена гайка, между торцом которой и внутренним торцом корпуса образован рабочий зазор, при этом между корпусом и гильзой размещено контактирующее с поршнем и проточкой герметичное кольцо, между торцом которого и отбортовкой образован гарантированный зазор, а в корпусе выполнены упор между отбортовкой гильзы и торцом кольца и продольные каналы, сообщающие пирокамеру с радиальными каналами гильзы и полостью между проточкой поршня и кольцом, при этом гарантированный зазор меньше рабочего зазора между торцом гайки и внутренним торцом корпуса и больше величины зацепления вкладышей и гильзы.

Суть изобретения поясняется чертежом, где изображен безударный пирозамок, удерживающий стыкуемые объекты.

Пирозамок состоит из корпуса 1, в котором установлены пиропатроны 2 и гильза 3 с радиальными каналами 4 и отбортовкой 5. На одном конце гильзы 3 выполнена выточка 6, в которой расположены вкладыши 7, установленные в стяжной болт 8 с проточкой 9, натянутый пружиной 10.

На другом конце гильзы 3 закреплена гайка 11, поджатая пружиной 12. Между торцом гайки 11 и внутренним торцом корпуса 13 образован рабочий зазор β.

Между корпусом 1 и гильзой 3 размещено контактирующее с поршнем 14 и проточкой 15 герметичное кольцо 16. Между торцом последнего и отбортовкой 5 гильзы 3 образован гарантированный зазор g.

В корпусе 1 выполнен упор 17, контактирующий с торцом герметичного кольца 16, а также продольный канал 18, сообщающий пирокамеру 19 с радиальными каналами 4 гильзы 3 и полостью 20 между проточкой 15 поршня 14 и герметичного кольца 16.

Гарантированный зазор g выполнен меньше рабочего зазора b между торцом головки 11 и внутренним торцом корпуса 13 и больше величины зацепления a вкладышей 7 и гильзы 3.

Безударный пирозамок работает следующим образом. При срабатывании пиропатронов 2, установленных в корпусе 1, давление продуктов сгорания из пирокамеры 19, проходя через продольный канал 18 в корпусе 1 и радиальные каналы 4 в гильзе 3, попадают в полость 20 между проточкой 15 поршня 14 и герметичного кольца 16.

Давление, действуя на поршень 14 с проточкой 15, контактирующий с герметичным кольцом 16 через гайку 11, создает усилие, при помощи которого гильза 3 перемещается и своей выточкой 6 выходит из зацепления с вкладышами 7.

Под действием пружины 10 вкладыши 7 выходят из проточки 9 стяжного болта 8 и дают перемещаться стяжному болту 8 за плоскость разделения. После того как гильза 3 выходит из зацепления с вкладышами 7, она продолжает движение под действием силы, передаваемой ей поршнем 14 с проточкой 15, и выбирает гарантированный зазор между отбортовкой 5 гильзы 3 и торцом герметичного кольца 16, контактирующего с упором 17 корпуса 1.

Гильза 3 своей отбортовкой 5 соприкасается с герметичным кольцом 16 и начинает перемещать его. Силы, действующие на герметичное кольцо 16, поршень 14 с проточкой 15 и передаваемые ими на гильзу 3, равны, так как их рабочие площади равны и противоположно направлены.

Инерционные силы, действующие на поршень 14 с проточкой 15, герметичное кольцо 16, гильзу 3 и гайку 11 при дальнейшем движении гасятся за счет сжатия пружины 12 и сил трения, возникающих между поршнем 14 с проточкой 15, герметичным кольцом 16 и корпусом 1 по мере уменьшения рабочего зазора b между торцом гайки 11 и внутренним торцом корпуса 13. Таким образом, торможение системы происходит не за счет каких-либо дополнительных источников энергии, а за счет использования энергии пороховых газов, которые, как правило, не используются после совершения основной работы по разделению.

Исключение или уменьшение удара суммарной массы поршня 14 с проточкой 15, герметичного кольца 16, гильзы 3 и гайки 11 с внутренним торцом корпуса 13 достигается благодаря установке на гильзе 3 подвижного в сторону срабатывания по корпусу 1 и гильзе 3 герметичного кольца 16, на рабочую площадь которого после срабатывания пирозамка действуют пороховые газы, которые создают силу, препятствующую движению системы в сторону срабатывания и, следовательно, исключающую или уменьшающую удар.

Применение такого безударного пирозамка позволяет использовать его в системах разделения, где располагаются чувствительные к ударным перегрузкам аппаратура, приборы и т.д.

Использование: изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в системах разделения ступеней ракет, сбросе головного обтекателя, раскрытия солнечных батарей и т.д. Существо изобретения: в безударном пирозамке, содержащем корпус с пиропатронами и пирокамерой, поршень и стяжной болт с проточкой, в которой размещены вкладыши, в корпусе установлена гильза с радиальными каналами и отбортовкой. На одном конце гильзы выполнена выточка, в которой установлены вкладыши стяжного болта, а на другом конце закреплена гайка. Между торцом гайки и внутренним торцом корпуса образован рабочий зазор. Между корпусом и гильзой размещено контактирующее с поршнем и проточкой герметичное кольцо. Между торцом кольца и отбортовкой гильзы образован гарантированный зазор. В корпусе выполнены упор между отбортовкой гильзы и торцом кольца и продольные каналы, сообщающие пирокамеру с радиальными каналами гильзы и полостью между проточкой поршня и кольцом. При этом гарантированный зазор меньше рабочего зазора между торцом гайки и внутренним торцом корпуса и больше величины зацепления вкладышей и гильзы. 1 ил.

Безударный пирозамок, содержащий корпус с пиропатронами и пирокамерой, поршень и стяжной болт с проточкой, в которой размещены вкладыши, отличающийся тем, что в корпусе установлена гильза с радиальными каналами и отбортовкой, на одном конце которой выполнена выточка, в которой установлены вкладыши стяжного болта, а на другом конце гильзы закреплена гайка, между торцом которой и внутренним торцом корпуса образован рабочий зазор, при этом между корпусом и гильзой размещено контактирующее с поршнем и проточкой герметичное кольцо, между торцом которого и отбортовкой гильзы образован гарантированный зазор, а в корпусе выполнены упор, контактирующий с торцом кольца, и продольные каналы, сообщающие пирокамеру с радиальными каналами гильзы и полостью между проточкой поршня и кольцом, при этом гарантированный зазор меньше рабочего зазора между торцом гайки и внутренним торцом корпуса и больше величины зацепления вкладышей и гильзы.